Klawiatura 4×4: Dogłębny przewodnik

Klawiatura 4×4-Często używasz klucza, przycisku lub przełącznika, aby uzyskać wartości wejściowe swojego projektu. Ponadto, aby połączyć klucz lub przełącznik z mikrokontrolerem, potrzebny jest pojedynczy pin GPIO. Problem pojawia się, gdy potrzebujesz interfejsu wielu klawiszy, takich jak 12 lub więcej. Ponieważ mikrokontroler będzie potrzebował wielu pinów GPIO i najprawdopodobniej stracisz większość pinów w procesie. Klawiatura 4×4 szybko rozwiązuje powyższy problem. Ale czym dokładnie jest klawiatura matrycowa 4×4? Jak działa? Ten artykuł odpowiada na wszystkie powyższe pytania i więcej.  

Co to jest Klawiatura 4×4?

Klawiatura matrycowa 4×4 jest urządzeniem ładującym lub wejściowym używanym głównie do podawania wartości wejściowych projektu.

Zauważ, że matrycowa klawiatura membranowa 4×4 ma 16 równoległych klawiszy i pozwala na 16 wartości wejściowych.

To co czyni klawiaturę 4×4 wyjątkową to fakt, że wykorzystuje ona tylko 8 pinów GPIO mikrokontrolera.

Jak wcześniej stwierdzono, jeśli miałbyś interfejs 16 klawiszy, potrzebowałbyś 17 pinów wejściowych, aby mogły one efektywnie działać.

Jednak do odczytu przez pad z zamówieniem matrycy użyjesz tylko ośmiu pinów mikrokontrolera.  

Konfiguracja pinów modułu Klawiatura 4×4

Rzędy

Klawiatura 4×4-Kolumny

Cechy i specyfikacje modułu klawiatury 4×4

Klawiatura 4×4-Specyfikacje

Cechy

Długotrwała

Podkładka samoprzylepna

Prosty interfejs

Jak działa moduł klawiatury matrycowej 4×4

Moduły klawiatury posiadają przyciski ułożone w rzędach i kolumnach. Moduł klawiatury 4×4 ma cztery rzędy i analogicznie cztery kolumny.

Z drugiej strony, moduł klawiatury 3×4 ma cztery rzędy i trzy kolumny.

Wszystkie przełączniki w rzędzie łączą się ze wszystkimi innymi przyciskami w tym samym rzędzie poprzez ścieżkę przewodzącą znajdującą się pod podkładką.

Podobnie, wszystkie przełączniki w kolumnie łączą się z przyciskami w tej samej kolumnie poprzez ścieżkę przewodzącą.

Wszystkie wiersze i kolumny są podłączone do jednego pinu stąd osiem pinów na module klawiatury 4×4. Dodatkowo pod wszystkimi klawiszami znajduje się przełącznik membranowy.

Dlatego po naciśnięciu przycisku zamyka on przełącznik w środku śladu wiersza i kolumny, umożliwiając przepływ prądu w środku pinu wiersza i kolumny.

Arduino wie, który przycisk został naciśnięty, znajdując pin kolumny i wiersza powiązany z tym przyciskiem.  

Klawiatura ATM

Klawiatura 4×4-Jak mikrokontroler skanuje linie w poszukiwaniu stanu wciśnięcia przycisku

Najpierw mikrokontroler ustawia każdą linię wiersza i kolumny na wejście.

Następnie mikrokontroler ustawia jeden wiersz na stan LOW.

Następnie zaczyna przechodzić przez linie kolumnowe jedna po drugiej.  

Mikrokontroler komputerowy

O ile połączenia kolumn pozostają w stanie wysokim przez cały czas trwania kontroli, oznacza to, że żaden przycisk w tym wierszu nie jest wciśnięty.

Jednakże, gdy jedno z połączeń kolumnowych przechodzi w stan niski, Mikrokontroler pamięta, który rząd był poprzednio LOW i która kolumna również była LOW.

Wreszcie, Mikrokontroler wie, że przycisk został wciśnięty w zidentyfikowanej kolumnie i wierszu.  

Jak połączyć klawiaturę membranową 4×3 i 4×4 z Arduino?

Klawiatura 4×4-Podłączenie klawiatur 4×3 i 4×4 do Arduino

Zacznij od podłączenia pinu 1 klawiatury do pinu 9 Arduino.

Postępuj tak samo z pozostałymi pinami idącymi w lewo, jak 3 do 7, 4 do 6, itd.

Poniżej znajdują się schematy, którymi możesz się kierować przy podłączaniu klawiatury 4×3 lub 4×4.  

Klawiatury 4×3 i 4×4 połączone z Arduino

Źródło: Circuit Basics

Klawiatura 4×4-Zlokalizowanie pinów klawiatury

Jeśli masz klawiaturę, której układ pinów nie jest podobny do tych pokazanych powyżej, będziesz musiał najpierw sprawdzić piny, aby poznać ich układ.

Możesz wykonać obwód testowy, podłączając do Arduino rezystor ograniczający prąd i diodę LED, jak pokazano poniżej.  

Arduino połączone z rezystorem ograniczającym prąd

Źródło: Circuit Basics

Klawiatura 4×4-Procedura

Po pierwsze, musisz znaleźć piny klawiatury połączone z przyciskami na rzędach. Umieść więc czarny przewód w pierwszym lewym pinie.

Losowo naciśnij przycisk w pierwszym rzędzie, jednocześnie wkładając czerwony (dodatni) przewód do środka pozostałych pinów.

Jeśli dioda zaświeci się po włożeniu przewodu masowego, wepchnij przewód ponownie do wszystkich pozostałych pinów.

Gdy dioda miga w niepowiązanym pinie, pin uziemiający łączy się z gwoździem w pierwszym rzędzie.

Jednak gdy żaden z przycisków nie zapala się, diody świecą, co oznacza, że czarny przewód i pierwszy rząd nie są połączone.

Teraz umieść czarny przewód (masę) w sąsiednim pinie. Następnie losowo naciśnij przycisk w innym rzędzie i powtórz powyższą procedurę, aż zidentyfikujesz piny dla wszystkich rzędów.

Po drugie, aby zidentyfikować, z którymi kolumnami są połączone piny, umieść czarny przewód we wtyczce oznaczonej jako rząd 1. Następnie losowo naciśnij dowolny przycisk w tym rzędzie.

Po czym umieść czerwony przewód (dodatni) we wszystkich pozostałych pinach. Pin połączony z przyciskiem, który wcisnąłeś sprawi, że dioda LED zacznie świecić.

Następnie losowo wciśnij przycisk w identycznym rzędzie i włóż czerwony przewód do pozostałych pinów. Powtórz proces dla wszystkich kolumn.  

Klawiatura 4×4: Instalacja biblioteki

Aby zainstalować, przewiń do Sketch, stuknij Include Library, kliknij Manage libraries, a następnie poczekaj, aż menedżer bibliotek pobierze indeks bibliotek.  

4×4 Keypad: Kod Arduino

Po pomyślnym zainstalowaniu biblioteki możesz teraz wgrać poniższy kod do Arduino, aby stworzyć klawiaturę 4×4.  

Klawiatura 4×4-4×4 keypad kod Arduino

Klawiatura 4×3 Kod Arduino

Z powyższego kodu, linie:

3 do 4 określają kolumny i wiersze na klawiaturze membranowej.

6 do 11 określają znak drukowany po naciśnięciu konkretnego przycisku na klawiaturze.

Proszę zauważyć, że kod drukuje znaki w dokładnej kolejności reprezentowanej na klawiaturze.

Niemniej jednak, jeśli używana przez Ciebie klawiatura membranowa różni się od powyższych, możesz określić znaki drukowane po naciśnięciu przycisku.

Natychmiast załaduj kod i losowo naciśnij przycisk na płytce szeregowej; wartości pojawią się tak, jak przedstawiono poniżej.

Wartości na płytce szeregowej

Źródło: Circuit basics

4×4 Keypad: Połącz LCD z klawiaturą

Najpierw podłączamy piny LCD Vcc i masę na Arduino, po czym łączymy piny LCD dla różnych płytek Arduino, jak pokazano poniżej.

Podłącz Arduino do klawiatury i wyślij kod

Po zakończeniu wszystkich niezbędnych połączeń projekt powinien przypominać liczbę mieszkańców

Klawiatura podłączona do ekranu Arduino i LCD

Kategoria: Źródła Obwody bazowe

Klawiatura 4×4 Zastosuj program

Kategoria: Systemy inżynierskie

System alarmowy

Kategoria: Automatyczne urządzenia handlowe

Urządzenie pomiarowe

Wbudowane dane systemowe

Kategoria: Filmy w reżyserii

Na koniec

Teraz powinieneś być w stanie poprawnie dopasować membranę klawiatury do interfejsu Arduino Na początku może to być trudne, ale po kilku próbach odniesiesz sukces

Przede wszystkim pamiętaj, aby wprowadzić kod poprawnie, ponieważ określają sukces lub porażkę twojego projektu Jeśli będziesz potrzebował więcej pomocy, skontaktuj się z nami